JP3194660B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents
蛍光観察装置Info
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- JP3194660B2 JP3194660B2 JP30443093A JP30443093A JP3194660B2 JP 3194660 B2 JP3194660 B2 JP 3194660B2 JP 30443093 A JP30443093 A JP 30443093A JP 30443093 A JP30443093 A JP 30443093A JP 3194660 B2 JP3194660 B2 JP 3194660B2
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
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- Veterinary Medicine (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオードの温度
を制御して励起用光の波長を可変設定する蛍光観察装置
に関する。
を制御して励起用光の波長を可変設定する蛍光観察装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、生体からの自家蛍光や、生体へ薬
物を注入し、その薬物の蛍光を2次元画像として検出
し、その蛍光像から、生体組織の変性や癌等の疾患状態
(例えば、疾患の種類や浸潤範囲)を診断する技術があ
る。
物を注入し、その薬物の蛍光を2次元画像として検出
し、その蛍光像から、生体組織の変性や癌等の疾患状態
(例えば、疾患の種類や浸潤範囲)を診断する技術があ
る。
【0003】生体組織に光を照射するとその励起光より
長い波長の蛍光が発生する。生体における蛍光物質とし
て、例えばNADH(ニコチンアミドアデニンヌクレオ
チド),FMN(フラビンモノヌクレオチド),ピリジ
ンヌクレオチド等がある。最近では、このような、生体
内因物質と、疾患との相互関係が明確になってきた。ま
た、HpD(ヘマトポルフィリン),Photofri
n,ALA(δ−amino levulinic a
cid)は、癌への集積性があり、これを生体内に注入
し、前記物質の蛍光を観察することで疾患部位を診断で
きる。
長い波長の蛍光が発生する。生体における蛍光物質とし
て、例えばNADH(ニコチンアミドアデニンヌクレオ
チド),FMN(フラビンモノヌクレオチド),ピリジ
ンヌクレオチド等がある。最近では、このような、生体
内因物質と、疾患との相互関係が明確になってきた。ま
た、HpD(ヘマトポルフィリン),Photofri
n,ALA(δ−amino levulinic a
cid)は、癌への集積性があり、これを生体内に注入
し、前記物質の蛍光を観察することで疾患部位を診断で
きる。
【0004】ところで、上記蛍光観察を行う場合、励起
用レーザ光を対象となる診断部位に照射することが一般
的に行われる。この場合、励起用レーザ光は診断部位に
応じて、その励起に適した波長が必要になる。
用レーザ光を対象となる診断部位に照射することが一般
的に行われる。この場合、励起用レーザ光は診断部位に
応じて、その励起に適した波長が必要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このため、励起用レー
ザ装置としては複数のレーザ、又は複数の波長を発振で
きる色素レーザ、アレキサンドライトレーザ等が必要に
なり、装置が大型化したり、高価になってしまう欠点が
あった。
ザ装置としては複数のレーザ、又は複数の波長を発振で
きる色素レーザ、アレキサンドライトレーザ等が必要に
なり、装置が大型化したり、高価になってしまう欠点が
あった。
【0006】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、小型化及び低価格化できる蛍光観察装置を提供
することを目的とする。
もので、小型化及び低価格化できる蛍光観察装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】本発明では半
導体レーザを蛍光観察のための励起用光源に用いる蛍光
観察装置において、半導体レーザの温度を制御すること
により、該半導体レーザから出射されるレーザ光の波長
を変える波長制御手段と、前記波長制御手段による波長
変化に応じて蛍光を検出するための蛍光検出装置に入射
される波長域を選択的に変えるフィルタ手段とを設ける
ことにより、1つの半導体レーザで使用できる波長領域
を広げ、他のレーザ発生装置を用いる場合よりも小型化
でき、しかも低価格で実現可能にしている。
導体レーザを蛍光観察のための励起用光源に用いる蛍光
観察装置において、半導体レーザの温度を制御すること
により、該半導体レーザから出射されるレーザ光の波長
を変える波長制御手段と、前記波長制御手段による波長
変化に応じて蛍光を検出するための蛍光検出装置に入射
される波長域を選択的に変えるフィルタ手段とを設ける
ことにより、1つの半導体レーザで使用できる波長領域
を広げ、他のレーザ発生装置を用いる場合よりも小型化
でき、しかも低価格で実現可能にしている。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の第1実施例の蛍光観察装置の構成
を示す。図1に示す第1実施例の蛍光観察装置1は、内
視鏡2と、この内視鏡2に着脱自在で装着され、通常観
察及び蛍光観察の撮像手段を備えたTVカメラ3と、内
視鏡2に通常の観察のための照明光を供給する内視鏡用
光源装置4と、蛍光観察のための励起光を発生する励起
用光源装置5と、TVカメラ3と接続され、通常の映像
処理を行うCCU6と、このCCU6の出力信号により
内視鏡像を表示する内視鏡像モニタ7と、TVカメラ3
と接続され、蛍光像を生成する信号処理及び蛍光像を表
示する蛍光診断装置8と、励起用光源装置5と接続さ
れ、励起光に応じてTVカメラ3内の蛍光撮像系で使用
するフィルタを切換えるフィルタ切換え制御手段9と、
通常観察及び蛍光観察とを切換える指示を行う観察切換
手段10とから構成される。
する。図1は本発明の第1実施例の蛍光観察装置の構成
を示す。図1に示す第1実施例の蛍光観察装置1は、内
視鏡2と、この内視鏡2に着脱自在で装着され、通常観
察及び蛍光観察の撮像手段を備えたTVカメラ3と、内
視鏡2に通常の観察のための照明光を供給する内視鏡用
光源装置4と、蛍光観察のための励起光を発生する励起
用光源装置5と、TVカメラ3と接続され、通常の映像
処理を行うCCU6と、このCCU6の出力信号により
内視鏡像を表示する内視鏡像モニタ7と、TVカメラ3
と接続され、蛍光像を生成する信号処理及び蛍光像を表
示する蛍光診断装置8と、励起用光源装置5と接続さ
れ、励起光に応じてTVカメラ3内の蛍光撮像系で使用
するフィルタを切換えるフィルタ切換え制御手段9と、
通常観察及び蛍光観察とを切換える指示を行う観察切換
手段10とから構成される。
【0009】上記内視鏡2は細長の挿入部11と、この
挿入部11の後端に設けられた操作部12と、この操作
部12の後端に設けられた接眼部13と、この操作部1
2から延出されたライトガイドケーブル14とからな
り、挿入部11及びライトガイドケーブル14内には照
明光及び励起光を伝送するライトガイド15が挿通され
ている。
挿入部11の後端に設けられた操作部12と、この操作
部12の後端に設けられた接眼部13と、この操作部1
2から延出されたライトガイドケーブル14とからな
り、挿入部11及びライトガイドケーブル14内には照
明光及び励起光を伝送するライトガイド15が挿通され
ている。
【0010】このライトガイド15はライトガイドケー
ブル14部分で2本に分岐され、一方のライトガイドケ
ーブル14aの端部は内視鏡用光源装置4と接続され
る。そして、内視鏡用光源装置4内のランプ電源回路1
6からの電源で発光するランプ17の白色光がコンデン
サレンズ18を介してライトガイド15の端面に供給さ
れる。なお、通常観察の場合には遮光板19は図1のよ
うに退避した状態に保持される。
ブル14部分で2本に分岐され、一方のライトガイドケ
ーブル14aの端部は内視鏡用光源装置4と接続され
る。そして、内視鏡用光源装置4内のランプ電源回路1
6からの電源で発光するランプ17の白色光がコンデン
サレンズ18を介してライトガイド15の端面に供給さ
れる。なお、通常観察の場合には遮光板19は図1のよ
うに退避した状態に保持される。
【0011】ライトガイドケーブル14における分岐さ
れた他方はレーザガイドケーブル14bとなり、その端
部は励起用光源装置5に接続される、そして、励起用光
源装置5内のレーザダイオード21からのレーザ光がコ
ンデンサレンズ22で集光されて照射される。このレー
ザダイオード21はレーザダイオード電源回路23から
の電源で駆動される。
れた他方はレーザガイドケーブル14bとなり、その端
部は励起用光源装置5に接続される、そして、励起用光
源装置5内のレーザダイオード21からのレーザ光がコ
ンデンサレンズ22で集光されて照射される。このレー
ザダイオード21はレーザダイオード電源回路23から
の電源で駆動される。
【0012】また、このレーザダイオード21には電子
冷却・加温手段24が接合等して取り付けてあり、この
電子冷却・加温手段24は電子冷却・加温手段用電源回
路25からの電源で駆動される。レーザダイオード電源
回路23と電子冷却・加温手段用電源回路25は制御手
段26と接続され、この制御手段26によって制御され
る。
冷却・加温手段24が接合等して取り付けてあり、この
電子冷却・加温手段24は電子冷却・加温手段用電源回
路25からの電源で駆動される。レーザダイオード電源
回路23と電子冷却・加温手段用電源回路25は制御手
段26と接続され、この制御手段26によって制御され
る。
【0013】この制御手段26は図示しない波長選択指
示手段と接続され、この波長選択指示手段を操作して励
起光の波長の選択指示を行うと、制御手段は選択指示さ
れた波長でレーザダイオード21を発光させるように電
子冷却・加温手段24を介してレーザダイオード21の
温度を制御する。
示手段と接続され、この波長選択指示手段を操作して励
起光の波長の選択指示を行うと、制御手段は選択指示さ
れた波長でレーザダイオード21を発光させるように電
子冷却・加温手段24を介してレーザダイオード21の
温度を制御する。
【0014】制御手段26は例えば図示しないROM等
に記録されたレーザダイオード21の発光波長と温度と
の関係情報から波長情報をアドレス信号として対応する
目標温度を読み出し、一方実際のレーザダイオード21
の温度を検出する図示しない温度センサの出力を基準に
して、目標温度に設定する場合に加熱すべきか冷却すべ
きかをまず判断し、その判断の後、電子冷却・加温手段
24の冷却又は加温動作を行わせて目標温度と一致する
ようにフィードバック制御ループでレーザダイオード2
1を目標温度に設定維持する制御を行う。
に記録されたレーザダイオード21の発光波長と温度と
の関係情報から波長情報をアドレス信号として対応する
目標温度を読み出し、一方実際のレーザダイオード21
の温度を検出する図示しない温度センサの出力を基準に
して、目標温度に設定する場合に加熱すべきか冷却すべ
きかをまず判断し、その判断の後、電子冷却・加温手段
24の冷却又は加温動作を行わせて目標温度と一致する
ようにフィードバック制御ループでレーザダイオード2
1を目標温度に設定維持する制御を行う。
【0015】また、制御手段26はフィルタ切換え制御
手段9とも接続され、波長選択指示手段の励起光の波長
選択指示と共に、その波長の励起光により発光する蛍光
の波長が変化する場合には蛍光の波長の選択指示を行う
と、このフィルタ切換え制御手段9を介して蛍光撮像系
の光路上には上記蛍光の波長を選択的に透過するものに
設定されるようにしている(後述するモータ42により
フィルタターレット38を回転し、光路上に配置される
フィルタが上記蛍光の波長を選択的に透過するものに設
定される)。
手段9とも接続され、波長選択指示手段の励起光の波長
選択指示と共に、その波長の励起光により発光する蛍光
の波長が変化する場合には蛍光の波長の選択指示を行う
と、このフィルタ切換え制御手段9を介して蛍光撮像系
の光路上には上記蛍光の波長を選択的に透過するものに
設定されるようにしている(後述するモータ42により
フィルタターレット38を回転し、光路上に配置される
フィルタが上記蛍光の波長を選択的に透過するものに設
定される)。
【0016】また、この波長選択指示手段の代わりに、
蛍光観察の種類等を選択或は指示する手段を設け、この
手段から蛍光剤の選択を行うことにより、制御手段26
はその蛍光剤で一般的に使用される蛍光観察の波長の励
起光を効率的に励起させるレーザ光の波長をROM等か
ら読み出し、かつその読み出した波長から(ROM等に
より)対応する目標温度も求め、その目標温度となるよ
うにレーザダイオード21の温度制御を行うと共に、蛍
光観察の波長を選択的に透過するフィルタを蛍光撮像系
の光路上に配置するようにフィルタ切換手段9を制御す
るようにしても良い。
蛍光観察の種類等を選択或は指示する手段を設け、この
手段から蛍光剤の選択を行うことにより、制御手段26
はその蛍光剤で一般的に使用される蛍光観察の波長の励
起光を効率的に励起させるレーザ光の波長をROM等か
ら読み出し、かつその読み出した波長から(ROM等に
より)対応する目標温度も求め、その目標温度となるよ
うにレーザダイオード21の温度制御を行うと共に、蛍
光観察の波長を選択的に透過するフィルタを蛍光撮像系
の光路上に配置するようにフィルタ切換手段9を制御す
るようにしても良い。
【0017】このように第1実施例では、レーザダイオ
ード21から励起光として発光するレーザ光の波長をそ
の温度を制御する波長制御機構を設けることにより、励
起光の波長を可変設定できるようにすると共に、励起光
として設定される波長に応じて撮像手段側での蛍光観察
のためのフィルタ手段のフィルタを選択的に可変設定で
きるようにしていることが特徴となっている。
ード21から励起光として発光するレーザ光の波長をそ
の温度を制御する波長制御機構を設けることにより、励
起光の波長を可変設定できるようにすると共に、励起光
として設定される波長に応じて撮像手段側での蛍光観察
のためのフィルタ手段のフィルタを選択的に可変設定で
きるようにしていることが特徴となっている。
【0018】上記ライトガイドケーブル14内及び挿入
部11内のライトガイド15で伝送された照明光又は励
起光は挿入部11の先端部側の端面から出射され、診断
部位等を照明する。診断部位側からの反射光又は励起光
は先端部の観察窓に取り付けられた対物レンズ31によ
ってその焦点面に配置されたイメージガイド32の先端
面に像を結ぶ。
部11内のライトガイド15で伝送された照明光又は励
起光は挿入部11の先端部側の端面から出射され、診断
部位等を照明する。診断部位側からの反射光又は励起光
は先端部の観察窓に取り付けられた対物レンズ31によ
ってその焦点面に配置されたイメージガイド32の先端
面に像を結ぶ。
【0019】そして、イメージガイド32によって接眼
部13側の端面に伝送され、白色照明光の場合には接眼
レンズ33を介して肉眼で観察できる。この接眼部13
にTVカメラ3が装着された場合には、結像レンズ3
4、光路上のミラー35を介してイメージガイド32で
伝送された像が撮像素子としての例えばCCD36に結
像される。
部13側の端面に伝送され、白色照明光の場合には接眼
レンズ33を介して肉眼で観察できる。この接眼部13
にTVカメラ3が装着された場合には、結像レンズ3
4、光路上のミラー35を介してイメージガイド32で
伝送された像が撮像素子としての例えばCCD36に結
像される。
【0020】なお、撮像素子としてはCCDに限定され
るものでなく、SIT(静電誘導トランジスタ)、CM
D(Charge Modulation Devic
e)、MOSタイプの撮像素子等を用いてもよい。
るものでなく、SIT(静電誘導トランジスタ)、CM
D(Charge Modulation Devic
e)、MOSタイプの撮像素子等を用いてもよい。
【0021】上記ミラー35が例えばプランジャ37で
点線で示すように光路上から退避された場合には、結像
レンズ34、この結像レンズ34の光路上に配置された
フィルタターレット38のフィルタ、微弱光を増幅する
イメージ・インテンシファイア39を介してCCD41
に結像される。図1の点線で示す光路は蛍光撮像系の光
路となり、一方、実線で示す光路上に配置された結像レ
ンズ34、ミラー35、CCD36が通常観察の撮像系
を形成する。
点線で示すように光路上から退避された場合には、結像
レンズ34、この結像レンズ34の光路上に配置された
フィルタターレット38のフィルタ、微弱光を増幅する
イメージ・インテンシファイア39を介してCCD41
に結像される。図1の点線で示す光路は蛍光撮像系の光
路となり、一方、実線で示す光路上に配置された結像レ
ンズ34、ミラー35、CCD36が通常観察の撮像系
を形成する。
【0022】上記フィルタターレット38は、円板の周
方向に、それぞれ透過域が異なる複数のフィルタが取り
付けられており、フィルタターレット駆動手段としての
モータ42により、光路上に配置される1つのフィルタ
を選択設定できる。
方向に、それぞれ透過域が異なる複数のフィルタが取り
付けられており、フィルタターレット駆動手段としての
モータ42により、光路上に配置される1つのフィルタ
を選択設定できる。
【0023】TVカメラ3内のミラー35と内視鏡用光
源装置4内の遮光板19は観察切換手段10の操作によ
って連動して駆動される。つまり、観察切換手段10に
おける通常観察スイッチを操作すると、ミラー35と遮
光板19は図1の実線で示す状態に設定され、白色照明
光で照明された状態での被写体像がCCD36に結像さ
れ、このCCD36で光電変換された通常の内視鏡像が
CCU6で信号処理されてモニタに表示可能な映像信号
に変換され、内視鏡像モニタ7で表示される。つまり、
通常の内視鏡像が内視鏡像モニタ7で観察できる。
源装置4内の遮光板19は観察切換手段10の操作によ
って連動して駆動される。つまり、観察切換手段10に
おける通常観察スイッチを操作すると、ミラー35と遮
光板19は図1の実線で示す状態に設定され、白色照明
光で照明された状態での被写体像がCCD36に結像さ
れ、このCCD36で光電変換された通常の内視鏡像が
CCU6で信号処理されてモニタに表示可能な映像信号
に変換され、内視鏡像モニタ7で表示される。つまり、
通常の内視鏡像が内視鏡像モニタ7で観察できる。
【0024】一方、観察切換手段10における蛍光観察
スイッチを操作すると、ミラー35と遮光板19は図1
の点線で示す状態に設定され、励起光で照明された状態
での蛍光による像がフィルタターレット38のフィル
タ、イメージ・インテンシファイア39を介してCCD
41に結像され、このCCD41で光電変換された蛍光
像が蛍光診断装置8内の信号処理回路で信号処理され、
この蛍光診断装置8内のモニタに表示される。
スイッチを操作すると、ミラー35と遮光板19は図1
の点線で示す状態に設定され、励起光で照明された状態
での蛍光による像がフィルタターレット38のフィル
タ、イメージ・インテンシファイア39を介してCCD
41に結像され、このCCD41で光電変換された蛍光
像が蛍光診断装置8内の信号処理回路で信号処理され、
この蛍光診断装置8内のモニタに表示される。
【0025】この第1実施例によれば、レーザダイオー
ド21の温度を制御して、その発光するレーザ光の波長
を可変設定できるようにしているので、1つのレーザダ
イオード21により、広い波長範囲をカバーできる。
ド21の温度を制御して、その発光するレーザ光の波長
を可変設定できるようにしているので、1つのレーザダ
イオード21により、広い波長範囲をカバーできる。
【0026】この場合、レーザダイオード21は非常に
小型にできるし、電子冷却・加温手段24も小型にで
き、しかもレーザダイオード21の熱容量は小さくでき
るので小型の電子冷却・加温手段24により非常に広い
範囲で任意の温度に設定できることになり、発光する波
長も広範囲に可変できることになる。従って、色素レー
ザ等の大型のレーザ装置を必要とすることなく、適用範
囲の広い、かつ小型の励起光発生用レーザ装置を実現で
きる。
小型にできるし、電子冷却・加温手段24も小型にで
き、しかもレーザダイオード21の熱容量は小さくでき
るので小型の電子冷却・加温手段24により非常に広い
範囲で任意の温度に設定できることになり、発光する波
長も広範囲に可変できることになる。従って、色素レー
ザ等の大型のレーザ装置を必要とすることなく、適用範
囲の広い、かつ小型の励起光発生用レーザ装置を実現で
きる。
【0027】さらに、蛍光撮像系の機能を備えたTVカ
メラ3には、複数のフィルタが取り付けられたフィルタ
ターレット38が設けてあり、フィルタ切換選択手段9
を介して光路上に配置されるフィルタを選択設定できる
ようにしてあるので、実際に発光する蛍光の波長を選択
的に透過するフィルタを光路上に設定して蛍光観察を行
うことができる。また、この実施例では通常観察と蛍光
観察とを簡単な切換え操作で行うことができる。
メラ3には、複数のフィルタが取り付けられたフィルタ
ターレット38が設けてあり、フィルタ切換選択手段9
を介して光路上に配置されるフィルタを選択設定できる
ようにしてあるので、実際に発光する蛍光の波長を選択
的に透過するフィルタを光路上に設定して蛍光観察を行
うことができる。また、この実施例では通常観察と蛍光
観察とを簡単な切換え操作で行うことができる。
【0028】なお、図1ではレーザ光を伝送するレーザ
ガイドケーブル14bはライトガイドケーブル14aと
途中で合流しているが、レーザ光を伝送するガイドケー
ブルを照明光を伝送するライトガイド15と分離して設
けるようにしても良い。また、内視鏡のチャンネルを利
用してそのチャンネル内にレーザガイドを挿通しても良
い。
ガイドケーブル14bはライトガイドケーブル14aと
途中で合流しているが、レーザ光を伝送するガイドケー
ブルを照明光を伝送するライトガイド15と分離して設
けるようにしても良い。また、内視鏡のチャンネルを利
用してそのチャンネル内にレーザガイドを挿通しても良
い。
【0029】図2は本発明の第2実施例の蛍光観察装置
51を示す。この第2実施例では励起用光源装置5′内
のレーザダイオード21′の前に2次高調波発生素子
(セカンド・ハーモニック・ジェネレータ・デバイス;
以下SHGと略記する)52が配置され、レーザダイオ
ード21′のレーザ光の2次高調波、つまりその波長の
1/2の波長のレーザ光を出力するようにしている。こ
のレーザダイオード21′は赤外域等の長波長のレーザ
光を発光するレーザダイオードであり、その波長を1/
2にしたレーザ光が励起用光の波長になる。
51を示す。この第2実施例では励起用光源装置5′内
のレーザダイオード21′の前に2次高調波発生素子
(セカンド・ハーモニック・ジェネレータ・デバイス;
以下SHGと略記する)52が配置され、レーザダイオ
ード21′のレーザ光の2次高調波、つまりその波長の
1/2の波長のレーザ光を出力するようにしている。こ
のレーザダイオード21′は赤外域等の長波長のレーザ
光を発光するレーザダイオードであり、その波長を1/
2にしたレーザ光が励起用光の波長になる。
【0030】上記レーザダイオード21′はタイミング
コントローラ53からの制御パルスによって、パルス的
な駆動電流を出力するレーザダイオード駆動回路54に
よってパルス的(例えばパルス周期Pは1/数100
S)に明滅発光するようにしている。
コントローラ53からの制御パルスによって、パルス的
な駆動電流を出力するレーザダイオード駆動回路54に
よってパルス的(例えばパルス周期Pは1/数100
S)に明滅発光するようにしている。
【0031】また、第1実施例におけるTVカメラ3内
のイメージ・インテンシファイア39を介することな
く、蛍光像がCCD41に結像される。このTVカメラ
3内のCCD36、41はそれぞれドライバ55、56
により駆動される。この場合、CCD36は例えば1フ
レームの読み出し周期が1/30Sで駆動され、一方C
CD41はパルス周期Pの2倍で駆動され、励起光パル
スが出力された時と、されない時のCCD41の撮像信
号が出力されることになる。さらにこの実施例における
蛍光診断装置57は、2次元ロックインアンプ58と、
CCU59と、モニタ60とから構成される。
のイメージ・インテンシファイア39を介することな
く、蛍光像がCCD41に結像される。このTVカメラ
3内のCCD36、41はそれぞれドライバ55、56
により駆動される。この場合、CCD36は例えば1フ
レームの読み出し周期が1/30Sで駆動され、一方C
CD41はパルス周期Pの2倍で駆動され、励起光パル
スが出力された時と、されない時のCCD41の撮像信
号が出力されることになる。さらにこの実施例における
蛍光診断装置57は、2次元ロックインアンプ58と、
CCU59と、モニタ60とから構成される。
【0032】2次元ロックインアンプ57は前記CCD
41の出力信号をデジタルデータに変換するA/D変換
器61と、前記タイミングコントローラ53と同期し、
レーザダイオード52の明と滅(点滅)に合わせ、それ
ぞれの画像データをフレームごとに第1フレームメモリ
62aと第2フレームメモリ62bに分けるマルチプレ
クサ63と、第1フレームメモリ62aと第2フレーム
メモリ62bの画像データの差分を求め、ノイズ分をキ
ャンセルする差分回路64と、ノイズ分がキャンセルさ
れた画像データを累算的に積分(対応する同じ画素部分
を繰り返し加算する)することにより増幅する積分回路
65とから成る。
41の出力信号をデジタルデータに変換するA/D変換
器61と、前記タイミングコントローラ53と同期し、
レーザダイオード52の明と滅(点滅)に合わせ、それ
ぞれの画像データをフレームごとに第1フレームメモリ
62aと第2フレームメモリ62bに分けるマルチプレ
クサ63と、第1フレームメモリ62aと第2フレーム
メモリ62bの画像データの差分を求め、ノイズ分をキ
ャンセルする差分回路64と、ノイズ分がキャンセルさ
れた画像データを累算的に積分(対応する同じ画素部分
を繰り返し加算する)することにより増幅する積分回路
65とから成る。
【0033】この2次元ロックインアンプ57におい
て、レーザダイオード52の明と滅でそれぞれ撮像され
た画像データを差分回路64で差分処理することによ
り、この明と滅に無関係なノイズ成分を大幅に低減で
き、また低い周波数で顕著になる1/fノイズの影響を
低減でき、さらに積分回路65で積分処理することによ
り、非常にS/Nの高い蛍光画像データを生成できる。
て、レーザダイオード52の明と滅でそれぞれ撮像され
た画像データを差分回路64で差分処理することによ
り、この明と滅に無関係なノイズ成分を大幅に低減で
き、また低い周波数で顕著になる1/fノイズの影響を
低減でき、さらに積分回路65で積分処理することによ
り、非常にS/Nの高い蛍光画像データを生成できる。
【0034】なお、この積分回路65による積分処理に
より、1/30Sの画像データにされ、図示しないD/
A変換器でアナログ画像信号に変換された後、CCU5
9に入力され、このCCU59で標準的な映像信号に変
換され、モニタ60で蛍光画像が表示される。
より、1/30Sの画像データにされ、図示しないD/
A変換器でアナログ画像信号に変換された後、CCU5
9に入力され、このCCU59で標準的な映像信号に変
換され、モニタ60で蛍光画像が表示される。
【0035】その他、レーザダイオード21′の温度を
実際に望む励起光の2倍の波長になるように制御した
り、撮像系のフィルタを観察する蛍光の波長に応じて選
択設定する構成等は第1実施例と同様である。
実際に望む励起光の2倍の波長になるように制御した
り、撮像系のフィルタを観察する蛍光の波長に応じて選
択設定する構成等は第1実施例と同様である。
【0036】この第2実施例によれば、直接励起光の波
長で発光するレーザダイオード21の代わりに、2倍の
波長となる長い波長のレーザ光を発生する低価格のレー
ザダイオード21′を用いることができるので、さらに
低コストで実現できる。また、2次元ロックインアンプ
57を用いることにより、非常にS/Nの良い蛍光画像
が得られる。図3は本発明の第3実施例の内視鏡装置7
1を示す。第2実施例では内視鏡2の外部の励起用光源
装置5内にレーザダイオード21′等を設けたが、この
実施例では内視鏡72内部にレーザダイオード21′等
を設け、外部のレーザダオード電源回路73から必要な
電源を供給するようにしている。
長で発光するレーザダイオード21の代わりに、2倍の
波長となる長い波長のレーザ光を発生する低価格のレー
ザダイオード21′を用いることができるので、さらに
低コストで実現できる。また、2次元ロックインアンプ
57を用いることにより、非常にS/Nの良い蛍光画像
が得られる。図3は本発明の第3実施例の内視鏡装置7
1を示す。第2実施例では内視鏡2の外部の励起用光源
装置5内にレーザダイオード21′等を設けたが、この
実施例では内視鏡72内部にレーザダイオード21′等
を設け、外部のレーザダオード電源回路73から必要な
電源を供給するようにしている。
【0037】図4にも示すようにこの内視鏡72の挿入
部74内には第1実施例と同様にライトガイド15とイ
メージガイド32とが挿通され、先端部には照明レンズ
75と対物レンズ31とがそれぞれ配置されている。こ
の内視鏡72ではさらに、挿入部74の先端部に、電子
冷却・加温手段24に取り付けられたレーザダイオード
21′と、SHG52と照明レンズ76とが配置されて
いる。
部74内には第1実施例と同様にライトガイド15とイ
メージガイド32とが挿通され、先端部には照明レンズ
75と対物レンズ31とがそれぞれ配置されている。こ
の内視鏡72ではさらに、挿入部74の先端部に、電子
冷却・加温手段24に取り付けられたレーザダイオード
21′と、SHG52と照明レンズ76とが配置されて
いる。
【0038】レーザダイオード21′と電子冷却・加温
手段24は信号線77と接続され、この信号線77はラ
イトガイドケーブル14から分岐された信号ケーブル7
8内を挿通され、レーザダオード電源回路73のレーザ
ダオード駆動回路54と電子冷却・加温手段用電源回路
25にそれぞれ接続される。その他は第2実施例と同様
の構成であり、その作用効果も第2実施例とほぼ同様で
ある。
手段24は信号線77と接続され、この信号線77はラ
イトガイドケーブル14から分岐された信号ケーブル7
8内を挿通され、レーザダオード電源回路73のレーザ
ダオード駆動回路54と電子冷却・加温手段用電源回路
25にそれぞれ接続される。その他は第2実施例と同様
の構成であり、その作用効果も第2実施例とほぼ同様で
ある。
【0039】なお、内視鏡72内にレーザダイオード2
1′及びSHG52を収納し、信号線を介してレーザダ
イオード21′に対し、外部のレーザダイオード21′
から駆動信号を供給するようにして、単にレーザダイオ
ード21′の1/2の波長の励起光を出射できるように
しても良い。この場合にも以下の利点がある。
1′及びSHG52を収納し、信号線を介してレーザダ
イオード21′に対し、外部のレーザダイオード21′
から駆動信号を供給するようにして、単にレーザダイオ
ード21′の1/2の波長の励起光を出射できるように
しても良い。この場合にも以下の利点がある。
【0040】例えば、442nmの励起光が必要になる
場合、通常はHe−Cdレーザを用いる場合が多いが、
大型であるし、高価でもある。この励起光が必要な場
合、882nmの波長のレーザ光を出すレーザダイオー
ドは低価格で求めることができるので、He−Cdレー
ザの代わりに用いると低コストで同じ機能を実現でき
る。また、レーザダイードは非常に小型にできるので、
内視鏡の先端部内に収納することもできる。
場合、通常はHe−Cdレーザを用いる場合が多いが、
大型であるし、高価でもある。この励起光が必要な場
合、882nmの波長のレーザ光を出すレーザダイオー
ドは低価格で求めることができるので、He−Cdレー
ザの代わりに用いると低コストで同じ機能を実現でき
る。また、レーザダイードは非常に小型にできるので、
内視鏡の先端部内に収納することもできる。
【0041】図5は本発明の第4実施例の内視鏡装置8
1を示す。この実施例は硬性内視鏡82と、この硬性内
視鏡82のライトガイドに通常観察のための照明光を供
給する内視鏡用光源装置4と、励起用レーザ光を供給す
る励起用光源装置5′と、硬性内視鏡82の接眼部83
に接続されるスコープホルダ84と、このスコープホル
ダ84の基端に設けられたTVカメラ85と、このTV
カメラ85に対する信号処理を行うと共に、内視鏡像と
蛍光像とを表示する内視鏡像&蛍光像表示装置86とか
ら構成される。
1を示す。この実施例は硬性内視鏡82と、この硬性内
視鏡82のライトガイドに通常観察のための照明光を供
給する内視鏡用光源装置4と、励起用レーザ光を供給す
る励起用光源装置5′と、硬性内視鏡82の接眼部83
に接続されるスコープホルダ84と、このスコープホル
ダ84の基端に設けられたTVカメラ85と、このTV
カメラ85に対する信号処理を行うと共に、内視鏡像と
蛍光像とを表示する内視鏡像&蛍光像表示装置86とか
ら構成される。
【0042】硬性内視鏡82の挿入部89の後端に形成
された把持部90のライトガイド口金にはライトガイド
ケーブル14が接続され、途中で分岐された一方のライ
トガイドケーブル14aは内視鏡用光源装置4に接続さ
れ、この光源装置4から白色照明光が供給される。
された把持部90のライトガイド口金にはライトガイド
ケーブル14が接続され、途中で分岐された一方のライ
トガイドケーブル14aは内視鏡用光源装置4に接続さ
れ、この光源装置4から白色照明光が供給される。
【0043】このライトガイドケーブル14における分
岐されたレーザガイドケーブル14bは励起用光源装置
5′に接続され、この光源装置5′は励起用レーザ光を
供給する。白色照明光又は励起用レーザ光は硬性内視鏡
82内のライトガイドにより伝送され、先端部側の端面
から出射される。
岐されたレーザガイドケーブル14bは励起用光源装置
5′に接続され、この光源装置5′は励起用レーザ光を
供給する。白色照明光又は励起用レーザ光は硬性内視鏡
82内のライトガイドにより伝送され、先端部側の端面
から出射される。
【0044】照明された診断部位で反射された光或は励
起光により発光する蛍光は先端部の対物レンズを介して
結像され、リレー光学系等のイメージガイドで後方に伝
送され、伝送された像は可視像の場合には接眼部83か
ら観察することができる。
起光により発光する蛍光は先端部の対物レンズを介して
結像され、リレー光学系等のイメージガイドで後方に伝
送され、伝送された像は可視像の場合には接眼部83か
ら観察することができる。
【0045】この接眼部83に接続されるスコープホル
ダ84は例えばロッドレンズが内蔵されたアーム部と8
4aと、回動自在の関節部84bとを有し、接眼部83
に伝送された像をその基端に接続したTVカメラ85に
伝送する。
ダ84は例えばロッドレンズが内蔵されたアーム部と8
4aと、回動自在の関節部84bとを有し、接眼部83
に伝送された像をその基端に接続したTVカメラ85に
伝送する。
【0046】このTVカメラ85の入射光路上にはプラ
ンジャ37により退避可能なミラー35が配置され、こ
のミラー35で反射された光は第2のミラー92、第3
のミラー93で反射され、プランジャ94により光路上
から退避可能な第4ミラー95を経てCCD96に結像
される。
ンジャ37により退避可能なミラー35が配置され、こ
のミラー35で反射された光は第2のミラー92、第3
のミラー93で反射され、プランジャ94により光路上
から退避可能な第4ミラー95を経てCCD96に結像
される。
【0047】また、上記ミラー35及び95が退避され
た場合にはモータ97で回転されるフィルタターレット
98のフィルタ、イメージ・インテンシファイヤ39を
介してCCD96に結像される。
た場合にはモータ97で回転されるフィルタターレット
98のフィルタ、イメージ・インテンシファイヤ39を
介してCCD96に結像される。
【0048】なお、フィルタターレット98のフィルタ
をスイッチ操作等で、モータ97を介して蛍光撮像系の
光路上に配置できるようにしても良い。この実施例は共
通のCCD96を用いて通常の内視鏡像と蛍光像とを得
られる。その他は第1実施例とほぼ同様の効果を有す
る。
をスイッチ操作等で、モータ97を介して蛍光撮像系の
光路上に配置できるようにしても良い。この実施例は共
通のCCD96を用いて通常の内視鏡像と蛍光像とを得
られる。その他は第1実施例とほぼ同様の効果を有す
る。
【0049】なお、励起光の波長領域を広げるために、
発光波長が異なる複数のレーザダイオードを用いるよう
にして、実際に必要となる励起光の波長に応じて使用す
るレーザダイオードを選択するようにしても良い。
発光波長が異なる複数のレーザダイオードを用いるよう
にして、実際に必要となる励起光の波長に応じて使用す
るレーザダイオードを選択するようにしても良い。
【0050】この場合、SHGも必要に応じて使用する
ようにしても良い。また、発光出力を上げるために、同
一の波長で発光するレーザダイオードを複数用いるよう
にしても良い。なお、上述した実施例等を部分的等で組
み合わせても良い。
ようにしても良い。また、発光出力を上げるために、同
一の波長で発光するレーザダイオードを複数用いるよう
にしても良い。なお、上述した実施例等を部分的等で組
み合わせても良い。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、励
起光に使用される半導体レーザの温度を制御して発光す
る波長を可変できるようにすると共に、対象組織側から
の蛍光を蛍光撮像系に選択的に導くフィルタ手段とを設
けているので、小型で低価格の蛍光観察装置を実現でき
る。
起光に使用される半導体レーザの温度を制御して発光す
る波長を可変できるようにすると共に、対象組織側から
の蛍光を蛍光撮像系に選択的に導くフィルタ手段とを設
けているので、小型で低価格の蛍光観察装置を実現でき
る。
【図1】本発明の第1実施例の蛍光観察装置の構成を示
す構成図。
す構成図。
【図2】本発明の第2実施例の蛍光観察装置の構成を示
す構成図。
す構成図。
【図3】本発明の第3実施例の蛍光観察装置の構成を示
す構成図。
す構成図。
【図4】第3実施例に用いられる内視鏡の光学系の構造
を示す説明図。
を示す説明図。
【図5】本発明の第4実施例の蛍光観察装置の構成を示
す構成図。
す構成図。
1…蛍光観察装置 2…内視鏡 3…TVカメラ 4…内視鏡用光源装置 5…励起用光源装置 6…CCU 7…内視鏡像モニタ 8…蛍光診断装置 9…フィルタ切換え制御手段 10…観察切換手段 11…挿入部 13…接眼部 14…ライトガイドケーブル 14b…レーザガイドケーブル 15…ライトガイド 17…ランプ 19…遮光板 21…レーザダイオード 23…レーザダイオード電源回路 24…電子冷却・加温手段 25…電子冷却・加温手段用電源回路 26…制御手段 35…ミラー 36、41…CCD 38…フィルタターレット 39…イメージ・インテンシファイア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 雅彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 克哉 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 植田 康弘 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−97439(JP,A) 特開 昭63−318788(JP,A) 特開 昭61−159936(JP,A) 特開 平1−173686(JP,A) 特開 平3−91982(JP,A) 特開 平1−225187(JP,A) 特表 平3−500373(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 1/00 - 1/32 H01S 3/16
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体レーザを蛍光観察のための励起用
光源に用いる蛍光観察装置において、 半導体レーザの温度を制御することにより、該半導体レ
ーザから出射されるレーザ光の波長を変える波長制御手
段と、 前記波長制御手段による波長変化に応じて蛍光を検出す
るための蛍光検出装置に入射される波長域を選択的に変
えるフィルタ手段とを設けたことを特徴とする蛍光観察
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30443093A JP3194660B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 蛍光観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30443093A JP3194660B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 蛍光観察装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07155286A JPH07155286A (ja) | 1995-06-20 |
JP3194660B2 true JP3194660B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17932915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30443093A Expired - Fee Related JP3194660B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 蛍光観察装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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